CN103208576A

CN103208576A - 一种低热阻高光效led集成光源

Info

Publication number: CN103208576A
Application number: CN2012100131386A
Authority: CN
Inventors: 汪绍芬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明公开了一种低热阻高光效LED集成光源，它含有一个密封的壳体，其特征在于，所述壳体中间是一个密封空腔，空腔充有荧光粉和硅油混合液，LED芯片浸泡其中，不仅解决了荧光粉因与芯片直接接触因温度过高使光源色温退化失效，也去除了胶体对芯片包裹的散热之阻碍，有效降低了封装热阻；该光源瞬态光效高达120lm\w，瞬态光效与稳态光效之比超过95％，可靠的密闭结构，防水等级可达IP68，不仅减化了灯具的防护设计，也扩大了光源应用范围，大幅降低了系统成本。

Description

一种低热阻高光效LED集成光源

技术领域：

本发明涉及一种光源，尤其是涉及一种LED集成模组光源，更具体是指一种低热阻高光效LED集成光源。

背景技术：

COB集成光源与单芯片LED光源相比在光强、散热、配光、成本等方面显露出许多优点，被越来越多的人认为是未来LED发展方向，目前COB集成光源存在问题是：1.多芯片密集封装热阻过大，导致严重光衰。2.荧光粉与芯片直接接触因温度过高导致色温偏移或失效，3.制程工艺复杂系统成本高。

分析和实践表明LED光衰的主要技术瓶颈是芯片和基板之间存在封装热阻，传统COB集成光源封装是将芯片衬底与通过银胶固晶，存在较大热阻，通常热阻约10W/m·K，同时由于导热基座过小，(热容小)LED芯片排列过密、造成热流密度过大，LED芯片的五个界面被荧光粉和凝胶紧紧包裹有关，使得热量不能快速传导和散发，因此减少LED光衰需要对LED散热进行综合设计与管理，其有效方法是将LED芯片直接固封在基板上、将荧光粉与芯片分离，有人提出将芯片浸入冷却液的散热方法，让LED四周和顶部的五个界面浸泡在透光导热的液体之中，由液态热流交换进行散热，是一种非常好的散热思路，但实际上在一个狭小封装空间(如单棵LED光源)注入液体而确保长期不泻漏，其结构设计有很大困难，如申请(专利)号：200810061713.3“一种液浸式封装的大功率LED光源”提出了液浸式封装方法，该专利缺点在于：其一，没有给出实用可行的密封结构，其二，所述在密闭室内采用负压冷凝蒸发循环装置，这在有限狭小空间安装诸如热管之类复杂系统是根本无法实现的。

发明内容：

本发明就是为了解决现有技术之不足，设计了一种低热阻高光效LED模组光源，可将热能快速传递和耗散，实现降低封装热阻、提高光效、节约成本之目的。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

1，全金属封装结构。

2，硅油和荧光粉混合为胶液技术。

3，LED芯片密封油浸技术。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明一种低热阻高光效LED集成光源轴式分解示意图。

图2为本发明一种低热阻高光效LED集成光源液冷对流散热示意图。

图3为本发明一种低热阻高光效LED集成光源将荧光粉掺入硅油合成悬浮非固化胶液示意图。

其中：压盖1、压盖螺丝11、玻璃镜2、荧光粉21、胶垫3、壳体4、底盘密封垫5、线路板6、焊盘61、焊盘62。电线7、防水胶塞71、硅油8、LED芯片9、焊锡91、导热基板10、底盘紧固螺丝101。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

实施例：见附图1、图2、图3：

一种低热阻高光效LED集成光源，含有密封壳体4，其特征在于，所述密封壳体4中间为空腔，空腔灌有荧光粉21和硅油8混合液，将封装在导热基板10的LED芯片9浸泡其中，由压盖1、玻璃镜2，胶垫3，通过压盖螺丝11而密封。

所述导热基板10为铜或铝质金属基板，它与带有背胶的线路板5，经热压合成具有电路串并功能而导热的复合铜或铝基板。

所述LED芯片9是由若干LED芯片以阵列分布形式经过锡焊或或银胶固封在导热基板10上，其电极通过串并连接到线路板6电极焊盘61和焊盘62，将电线7焊接后经防水胶垫71密封引出壳体4。

所述空腔灌有硅油8，是一种绝缘、透明其折射率在1.4-1.6之间导热硅油，按一定比例掺入荧光粉21将其混合成悬浮流体胶液。

所述荧光粉21它与硅油8混合在一起成为胶液，也可用粘合剂将其涂在玻璃板2底面上经加热固定，还可将其混入玻璃粉经高温燒制而成。

所述玻璃镜(2)可以是平面玻璃，也可以是球面玻璃透镜，还可以是非球面玻璃透镜。

所述导热基板(10)、壳体(4)及压盖(1)其材料为导热率高的金属板，其形状可以是方形、圆形、多边形或其中任意一种形状。

本发明一种低热阻高光效LED集成光源其制造工艺流程主要为；

1，将带有背胶的线路板(PCB板)与导热基板10通过定位孔重合粘接成为复合铜(铝)基板。

2，进一步，将底盘密封垫5通过定位孔与线路板6过孔重合固定一起。

3，进一步，将壳体4通过底盘螺丝101将线路板6和底盘密封垫5固定一起，成为开放的，并能自动固封打线的封装空间。

4，进一步，设置LED芯片9阵列封装程序，通过锡膏91或银胶固封在导热基板10上。

5，进一步，将固好光源置入高温炉内，使LED芯片9与导热基板10固定。

6，进一步，按要求编写程序，将LED芯片9的电极进行串并连接，引至线路板6的焊盘61和62，

7，将电源线7焊接引出线，经过防水胶圈71引出壳体4。

8，进一步，通电测试，无漏焊、无搭线、无漏电。

9，进一步，将一定比例的荧光粉21掺入硅油8经绞拌、抽真空、排除气泡，注入对已经封好LED芯片9空腔。

10.进一步，将胶圈3放置铝壳4固定槽口中，盖上玻璃镜2，通过螺丝11将压盖1固紧密封，使系统密封，防水等级达到IP68。

11，进一步，全面性能测试、分类、老化、包装、入库。本发明与现有技术相比明显优点是：

1、采用全金属封装结构，革去传统封装的PPA塑料支架结构，不仅增大了载体热容，也彻底解决了PPA塑料因高温老化而造成进汽、进水而失效。

2、密封腔灌有荧光粉和硅油混合胶液，其透光率高达99％，折光率在1.4-1.6之间，与传统封装工艺相比可提高10-20％出光亮度，不仅解决荧光粉因与芯片直接接触因温度过高使光源色温退化失效技术难题，同时也彻底解决了一般凝胶因温升导致芯片和金线的翘裂和拉断而损坏。

3、LED浸泡在导热液中，解除了芯片周围荧光粉和粘接胶包围散热之障碍，导热液可进行热流交换，能快速传递和耗散热能，有效降低了封装热阻，瞬态光效高达120lm\w，瞬态光效与稳态光效比超过95％，提高了光源使用寿命。

4、LED芯片采用锡焊工艺，将其直接邦定在导热基板上，锡膏在金属基板之间焊接，其导热系数为67W/m·K左右，远大于传统的导电银胶(通用的银胶导热系数一般为15-25W/m·K)，有效降低了封装热阻。

5、壳体密闭结构严密可靠，长期使用不会漏液、进汽、进水，防护等级可达IP68。

6、降低系统成本：

①、因降低了光源封装热阻，延长了光源使用寿命。

②、因降低了光源封装热阻，芯片可承受更大功率的承载能力，可以增大电流使用，发出的光高于相同芯片发出的光强。

③、以廉价的硅油代替传统昂贵固封胶。

④、Ip68的防护性能，不仅减化了灯具的防护设计，也扩大了光源应用范围，大幅降低了系统成本。

基于上述原理特征，本发明实施例仅为优选实施例而已，实际实施也可以延伸到其它应用领域，凡在本发明权利要求范围之内任何修改，等同或替换均应落入在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种低热阻高光效LED集成光源，含有密封壳体(4)，其特征在于，所述密封壳体(4)中间为空腔，空腔灌有荧光粉(21)和硅油(8)混合液，将封装在导热基板(10)的LED芯片(9)浸泡其中，由压盖(1)、玻璃镜(2)，胶垫(3)，通过压盖螺丝(11)而密封。

2.根据权利要求1所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述导热基板(10)为铜或铝质金属基板，它与带有背胶的线路板(5)，经热压合成具有电路串并功能而导热的复合铜或铝基板。

3.根据权利要求1所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述LED芯片(9)是由若干LED芯片以阵列分布形式经过锡焊或银胶固封在导热基板(10)上，其电极通过串并连接到线路板(6)电极焊盘(61)和焊盘(62)，将电线(7)焊接后经防水胶垫(71)密封引出壳体(4)。

4.根据权利要求1所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述空腔灌有硅油(8)是一种绝缘、透明、折射率在1.4-1.6之间导热硅油，按一定比例掺入荧光粉(21)将其混合成悬浮流体胶液。

5.根据权利要求1或4所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述荧光粉(21)它与硅油(8)混合在一起成为胶液，也可用粘合剂将其涂在玻璃板(2)底面上经加热而固定，还可将其混入玻璃粉经高温燒制而成。

6.根据权利要求1所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述玻璃镜(2)可以是平面玻璃，也可以是球面玻璃透镜，还可以是非球面玻璃透镜。

7.根据权利要求1所述的一种低热阻高光效LED集成光源，其特征在于：所述导热基板(10)、壳体(4)及压盖(1)其材料为导热率高的金属板，其形状可以是方形、圆形、多边形或其中任意一种形状。